DE3632508A1 - Schwingkreiswechselrichter - Google Patents
SchwingkreiswechselrichterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schwingkreiswechselrichter
einer solchen Art, bei der die Aufladung und Entladung
eines Schwingkreiskondensators von mehreren Halbleiter
schaltern gesteuert werden.
Schwingkreiswechselrichter mit einem Parallelschwingkreis
sind bekannt. Der Parallelschwingkreis setzt sich dabei
aus einem Schwingkreiskondensator und einem Schwingkreis
induktor zusammen. Der Wechselrichter enthält ferner Halb
leiterschalter, etwa Thyristoren, die das Aufladen und
Entladen des Schwingkreiskondensators steuern. Da diese
Art von Schwingkreiswechselrichter leicht mit großen Last
schwankungen fertig wird, ist sie in großem Umfang für
verschiedene Arten von Stromquellen, beispielsweise in
Induktionsheizöfen etc. eingesetzt worden.
Für einen stabilen Betrieb eines Schwingkreisumrichters
ist es notwendig, daß der durch den Schalter fließende
Strom um einen bestimmten Phasenwinkel der Kondensator
spannung (Klemmenspannung des Schwingkreiskondensators)
voreilt. Der Phasenwinkel dieser Voreilung des Schalter
stroms in bezug auf die Kondensatorspannung (nachfolgend
Voreilungsphasenwinkel genannt) nimmt im stationären Zu
stand einen festen Wert an, der von den für die Schalter
antriebsdauer maßgeblichen Schaltungsparametern des
Schwingkreises (Werte der einzelnen Schaltungselemente),
der Lastimpedanz etc abhängt. Die Spannungen und Ströme
der Elemente des Wechselrichters sind jedoch beim Hoch
laufen des Wechselrichters anders als im stationären Zu
stand. Selbst wenn deshalb der Abstand der Schalterbe
tätigungen derselbe ist wie im stationären Zustand, unter
scheidet sich der Voreilungsphasenwinkel erheblich von dem
im stationären Zustand.
Die Fig. 1A bis 1E zeigen Signalverläufe, die diesen Be
trieb des Wechselrichters verdeutlichen. Fig. 1A zeigt
den Verlauf der Kondensatorspannung Vc. Die Fig. 1B und
1C zeigen Triggerimpulse Vg und Vg′, die an die Gates
der beiden Thyristoren als Halbleiterschalter angelegt
werden. Die Fig. 1D und 1E zeigen den Verlauf der Anoden
spannungen V 3, V 4 an den beiden Thyristoren. Nach dem
Einschalten unterliegt die Amplitude, wie aus der Dar
stellung ersichtlich, erheblichen Schwankungen (etwa
± 50% der Amplitude im stationären Zustand), und die
Dauer des Anliegens einer Sperrspannung variiert, wie
durch τ 1 bis τ 3 gezeigt ist. Wenn Thyristoren als Schalter
verwendet werden und wenigstens eine der Zeitspannen τ 1
bis τ 3 des Anliegens einer Sperrspannung kürzer als die
Sperrverzögerungszeit des Thyristors ist, schaltet dieser
Thyristor wieder ein und stoppt den Wechselrichterbetrieb.
Die Sperrverzögerungszeit bei einem Thyristor ist die
Zeit, die er benötigt, um in den Sperrzustand zu gelangen.
Um mit diesem Problem fertig zu werden, machen bekannte
Wechselrichter von der Technik der Voreinstellung der
Anlegedauer τ der Sperrspannung im stationären Zustand
auf einen Wert mit einem großen Sicherheitsabstand Ge
brauch. Durch diese Technik wird sichergestellt, daß der
Thyristor selbst bei der kürzesten Zeitspanne τm der sich
vom Anschalten des Wechselrichters bis zum Einlauf in den
stabilen Zustand von Mal zu Mal ändernden Zeitspannen des
Anliegens der Sperrspannung zuverlässig schaltet. Die so
eingestellte Zeitspanne τ des Anliegens der Sperrspannung
ist jedoch zwei- oder dreimal so lang wie die kürzeste
Zeitspanne τm und zwingt den Wechselrichter zu einem Be
trieb mit hoher Blindleistung.
Insbesondere während des Zeitabschnitts vom Einschalten
des Wechselrichters bis zum Übergang in den stationären
Zustand ist die Blindleistung besonders hoch und die an
die Last übertragene Wirkleistung gering. Die Dauer vom
Einschalten bis zum Erreichen des stationären Zustands
wird dadurch verlängert. Diese Tatsache ist für Lasten
problematisch, die einen raschen Anstieg der Versorgungs
spannung erfordern.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schwingkreiswechsel
richter mit Parallelschwingkreis zu schaffen, bei dem die
Phasendifferenz zwischen der Kondensatorspannung und dem
Schalterstrom konstant gehalten werden kann und der sowohl
beim Anlauf als auch im stationären Zustand mit niedriger
induktiver Last arbeiten kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schwing
kreiswechselrichter mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
Bei diesem Schwingkreiswechselrichter wird die Kondensator
spannung, das heißt die Spannung über dem Schwingkreiskon
densator, erfaßt. Wenigstens zwei Halbleiterschalter wer
den abwechselnd mit einem vorbestimmten Voreilungsphasen
winkel in bezug auf einen Spitzenwert der Kondensator
spannung ein- und ausgeschaltet. Dadurch kann erreicht
werden, daß zwischen Kondensatorspannung und Strom des
Halbleiterschalters eine feste Phasendifferenz besteht.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwingkreiswechselrichter kann
die Phasendifferenz zwischen der Kondensatorspannung und
dem Strom des Halbleiterschalters vom Einschalten bis zum
stationären Zustand auf einem festen Wert gehalten werden.
Bei Halbleiterschaltern, die eine Sperrverzögerungszeit
aufweisen, wie Thyristoren, kann deshalb eine feste
Kommutierungswinkelreserve gewährleistet werden, was einen
stabilen Betrieb des Wechselrichters ergibt.
Die Tatsache, daß die Kommutierungswinkelreserve sich beim
Anlaufen nicht ändert, reduziert die Betriebszeit des
Wechselrichters bis zur minimalen, für jene Sperrverzö
gerungszeit notwendigen Zeit. Dies versetzt den Wechsel
richter in die Lage, sowohl beim Anlauf als auch im sta
tionären Betrieb mit einer niedrigen Blindleistung zu
arbeiten. Die niedrige Blindleistung insbesondere beim
Anlaufen verringert die Zeitspanne vom Einschalten des
Wechselrichters bis zum stationären Zustand. Der erfin
dungsgemäße Wechselrichter eignet sich daher insbesondere
zum Anschluß an eine Last, die einen raschen Anstieg der
Versorgungsspannung erfordert.
Während der Dauer von der Phase entsprechend der Sperrver
zögerungszeit bis π/2 rad können die Blindleistung und
auch die Ausgangsleistung gesteuert werden. Das Zeitinter
vall vom Anlaufen des Wechselrichters bis zu seinem sta
tionären Zustand, während dessen herkömmliche Wechselrichter
nicht gesteuert werden, kann auf die Hälfte oder weniger
reduziert werden. Dies wird dadurch realisiert, daß der
Wechselrichter zwangsweise mit einer gewissen Kommutierungs
winkelreserve betrieben wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend
unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A bis 1E Signalverläufe an Schlüsselpunkten eines
herkömmlichen Schwingkreiswechselrichters,
Fig. 2 die Schaltungsanordnung eines Schwingkreiswechsel
richters gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerschaltung
des Wechselrichters von Fig. 2 im einzelnen,
Fig. 4 die Schaltungsanordnung eines beim Wechselrichter
von Fig. 2 verwendeten Starters,
Fig. 5A bis 5I Signalverläufe an Schlüsselstellen des
Wechselrichters der Fig. 2 bis 4,
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Teiles eines Schwing
kreiswechselrichters gemäß einem anderen Ausführungsbei
spiel der Erfindung und
Fig. 7 die Schaltungsanordnung eines Schwingkreiswechsel
richters eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Der Aufbau eines Schwingkreisumrichters in einer Ausfüh
rungsform der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt.
Der Umrichter umfaßt eine Gleichstromquelle 1, eine Dros
selspule 2, Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a und 4 b, einen Kondensa
tor 5 als Schwingkreiskondensator, einen Transformator 6
mit einer Primärwicklung 7 und Sekundärwicklungen 8 a und
8 b, Gleichrichter 9 a und 9 b, eine Last 10, eine Treiber
schaltung 11, eine Steuerschaltung 12 und eine Starter
schaltung 13.
Eine aus den vier Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a und 4 b aufgebaute
Brückenschaltung ist über die Drosselspule 2 an die Gleich
stromquelle 1 angeschlossen. Eine Parallelschaltung mit
dem Kondensator 5 als Schwingkreiskapazität und der Pri
märwicklung 7 als Induktivität ist zwischen die Mittel
punkte A und A′ dieser Brückenschaltung geschaltet. Die
beiden Sekundärwicklungen 8 a und 8 b des Transformators 6
sind an die Gleichrichter 9 a bzw. 9 b angeschlossen. Die
Gleichrichter 9 a und 9 b sind so mit der Last 10 verbunden,
daß sich ihre Ausgangsgrößen addieren und somit die Summe
ihrer Ausgangsleistungen an die Last 10 geliefert wird.
Der Steuerabschnitt, der das abwechselnde Einschalten
(leitender Zustand) und Ausschalten (Sperrzustand) der
Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a, 4 b bewirkt, umfaßt die Treiber
schaltung 11 und die Steuerschaltung 12. Die Treiber
schaltung 11 enthält eine Schaltung, die an die Gates der
Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a, 4 b angelegte Triggerimpulse sowie
beim Einschalten Steuersignale für die Starterschaltung
13 erzeugt. Die Steuerschaltung 12 erfaßt die Kondensator
spannung (Klemmenspannung des Kondensators 5) und steuert
den Betrieb der Treiberschaltung 11 derart, daß die Thyris
toren 3 a, 3 b, 4 a, 4 b synchron mit der Änderung der Konden
satorspannung ein- und ausgeschaltet werden. Die Starter
schaltung 13 ist ebenfalls mit beiden Platten des Konden
sators 5 verbunden.
Die Steuerschaltung 12 setzt sich, wie in Fig. 3 darge
stellt, aus einer Vollweggleichrichterschaltung 21, einer
Spitzenspannungshalteschaltung 22, einer Spannungsteiler
schaltung 23 und einem Komparator 24 zusammen. Die Voll
weggleichrichterschaltung 21 richtet die Kondensator
spannung gleich. Die Spitzenspannungshalteschaltung 22
hält den Spitzenwert der Ausgangsspannung der Gleichrich
terschaltung 21. Die Spannungsteilerschaltung 23 teilt
die Ausgangsspannung der Spitzenspannungshalteschaltung
22. Der Komparator 24 empfängt die Ausgangsspannung der
Spannungsteilerschaltung 23 als Bezugsspannung und ver
gleicht sie mit der Ausgangsspannung der Gleichrichter
schaltung 21. Ausgangsimpulse vom Komparator 24 werden als
Synchronisierungsimpulse an die Treiberschaltung 11 ange
legt.
Die Starterschaltung 13 setzt sich, wie in Fig. 4 gezeigt,
aus einer eine Wechselstromquelle 31 und eine Gleichrich
terschaltung 32 umfassenden Gleichstromquelle, einem Kon
densator 34, der über einen Widerstand 33 von der Gleich
stromquelle geladen wird, einem elektronischen Schalter 35
und einem Induktor 36 zusammen. Die beiden Anschlüsse der
Starterschaltung 13, die über die Reihenschaltung aus Kon
densator 34, elektronischem Schalter 35 und Induktor 36
verbunden sind, sind an jeweilige Platten des Kondensators
5 angeschlossen. Der elektronische Schalter 35 wird von
dem von der Treiberschaltung 11 gelieferten Steuersignal
ein- und ausgeschaltet.
Die Betriebsweise des Schwingkreiswechselrichters soll nun
unter Bezug auf die Signalverläufe in den Fig. 5A bis 5I
erläutert werden. Fig. 5A zeigt den Verlauf der Klemmen
spannung des Kondensators 5 (Kondensatorspannung). Fig. 5B
zeigt den Verlauf der Ausgangsspannung der Vollweggleich
richterschaltung 21. Fig. 5C zeigt den Verlauf der Aus
gangsspannung der Spitzenspannungshalteschaltung 22.
Fig. 5D zeigt den Verlauf der Ausgangsspannung der Span
nungsteilerschaltung 23. Fig. 5E zeigt den Verlauf der
Ausgangsspannung des Komparators. Die Fig. 5F und 5G zei
gen Triggerimpulse, die an die Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a bzw.
4 b angelegt werden. Die Fig. 5H und 5I zeigen den Verlauf
der Anodenspannungen der Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a bzw. 4 b.
Wenn der Betrieb beginnt, versetzt die Treiberschaltung
zur Gewährleistung eines zuverlässigen Anlaufs alle Thyris
toren 3 a, 3 b, 4 a und 4 b in einen leitenden Zustand und
hält sie leitend, bis ein für den stabilen Betrieb notwen
diger Strom Id durch die Drosselspule 2 fließt. Wenn der
Strom durch die Drosselspule 2 den Wert Id erreicht hat,
wird ein Signal an die Starterschaltung 13 gegeben, die
dann den Kondensator 5 auflädt. Der Kondensator 5 wird von
der Starterschaltung 13 auf die für den Start erforderliche
Spannung Es aufgeladen. Dies erfolgt in einer im Vergleich
zur Betriebsfrequenz kurzen Zeit. In der Starterschaltung
wurde der Kondensator 34 vor dem Start von der Gleichstrom
quelle 31, 32 über den Widerstand 33 vorgeladen. Wenn der
Schalter 35 mittels des Signals von der Treiberschaltung
11 eingeschaltet wird, wird die im Kondensator 34 gespei
cherte elektrische Ladung über die Spule 36 an den Konden
sator 5 geliefert. Wenn der Kondensator 5 mit der einge
zeichneten Polarität aufgeladen wird, wird dabei eine
Sperrspannung Es an die Thyristoren 3 a und 3 b angelegt, so
daß diese gesperrt werden. Die Anodenspannung der Thyris
toren 3 a und 3 b (V 3) steigt und fällt dann gemäß Darstel
lung in Fig. 5H längs einer Resonanzkurve, die von der
Kapazität des Kondensators 5, der Hauptinduktivität Lp und
der Streuinduktivität Le des Transformators 6 und der Impe
danz der Last 10 abhängt.
Wenn dann ein Triggerimpuls Vg an die Thyristoren 3 a und
3 b angelegt wird, werden diese Thyristoren eingeschaltet,
und ihre Anodenspannung V 3 wird Null. Gleichzeitig werden
die Thyristoren 4 a und 4 b durch Anlegen einer Sperrspan
nung gesperrt, und die Anodenspannung V 4 ändert sich längs
der Resonanzkurve. Dann wird ein Triggerimpuls Vg′ an die
Thyristoren 4 a und 4 b angelegt, was diese einschaltet,
während zugleich die Thyristoren 3 a und 3 b durch das An
legen einer Sperrspannung gesperrt werden. Die erläuterten
Betriebsabläufe wiederholen sich dann. Als Folge dieser
Betriebsweise nimmt die Kondensatorspannung des Kondensa
tors 5 den in Fig. 5A gezeigten Verlauf einer Schwingungs
welle an. Die geschilderten Vorgänge werden wiederholt,
bis der stationäre Zustand erreicht ist. Der elektronische
Schalter 35 der Starterschaltung 13 wird von einem Steuer
signal so gesteuert, daß er lediglich für die zum Aufladen
des Kondensators 5 notwendige Zeit eingeschaltet bleibt
und danach ausgeschaltet wird. Wenn ein Thyristor als
Schalter 35 verwendet wird, braucht nur ein Triggersignal
zu einem Einschalten angelegt zu werden, da er nach Auf
ladung des Kondensators 5 von allein in den Sperrzustand
übergeht, wenn der Ladestrom unter den Wert des Halte
stroms fällt.
Herkömmliche Schwingkreiswechselrichter machen nicht von
einer Steuerfunktion Gebrauch, wie sie durch die Steuer
schaltung 12 von Fig. 1 implementiert wird. Vielmehr
werden dort die Thyristor-Triggerimpulse Vg und Vg′ gemäß
Darstellung in den Fig. 1B und 1C in einem festgelegten
Zyklus erzeugt, der von der Selbsterregungsfrequenz einer
in einer der Treiberschaltung 11 entsprechenden Schaltung
enthaltenen Oszillatorschaltung bestimmt wird. Aus diesem
Grund ändert sich die Dauer des Anliegens der Sperrspannung
mit der Amplitudenänderung der Kondensatorspannung. Dies
ist ein Problem der herkömmlichen Wechselrichter.
Beim Wechselrichter gemäß der Erfindung wird dieses Prob
lem dadurch gelöst, daß die von der Treiberschaltung 11
erzeugten Triggerimpulse zwangsweise mittels der Steuer
schaltung 12 mit der Änderung der Kondensatorspannung des
Kondensators 5 synchronisiert werden.
Die Arbeitsweise der Steuerschaltung 12 soll nun im ein
zelnen erläutert werden.
Die Kondensatorspannung Vc des Kondensators 5, die in
Fig. 5A gezeigt ist, wird der Vollweggleichrichterschal
tung 21 in der Steuerschaltung 12 eingegeben und zu der
in Fig. 5B gezeigten Spannung gleichgerichtet. Die Aus
gangsspannung Vc′ der Gleichrichterschaltung 21 wird der
Spitzenspannungshalteschaltung 22 eingegeben, die den
Spitzenwert der Spannung hält. Wenn die Ausgangsspannung
Vc′ der Gleichrichterschaltung 21 einen Spitzenwert er
reicht hat und dann unter einen spezifizierten Wert fällt,
setzt sich die Spitzenspannungshalteschaltung 22 selbst
zurück, wobei ihre Ausgangsspannung Vp Null wird. Die
Ausgangsspannung der Spitzenspannungshalteschaltung 22
hat deshalb den in Fig. 5C gezeigten Verlauf. Die Span
nungsteilerschaltung 23 teilt diese Ausgangsspannung der
Spitzenspannungshalteschaltung 22 und liefert die in
Fig. 5D gezeigte Ausgangsspannung Vp′. Der Komparator 24
vergleicht die Ausgangsspannung Vp′ der Spannungsteiler
schaltung 23, die als Bezugsspannung verwendet wird, mit
der Ausgangsspannung Vc′ der Gleichrichterschaltung 21
und erzeugt jeweils einen Ausgangsimpuls Vs, wenn Vc,
kleiner ist als Vp′, wie aus den Fig. 5D und 5E hervor
geht. Die Ausgangsimpulse Vs des Komparators 24 werden
als Synchronisierimpulse an die Treiberschaltung 11 ge
liefert, die eine Oszillatorschaltung enthält. Die Trig
gerimpulse Vg und Vg′ werden dann gemäß Fig. 5F und 5G
von der Treiberschaltung 11 erzeugt. Jeder dieser Trigger
impulse Vg und Vg′ besitzt eine gewisse Phasendifferenz
in bezug auf die Wellenform der Kondensatorspannung. Da
her genügen die Werte der Zeitspannen τ 1, τ 3, τ 2 und τ 4
der Thyristoren 3 a, 3 b, 4 a und 4 b des Anliegens der Sperr
spannung den Erfordernissen dieser Thyristoren, selbst
wenn die Amplitude der Kondensatorspannung zu Beginn des
Wechselrichterbetriebs stark variiert.
Die Triggerimpulse Vg und Vg′ werden jeweils nach den
Zeitpunkten der Spitzenwerte der positiven bzw. der nega
tiven Halbwellen der Kondensatorspannung Vc erzeugt. Kein
Triggerimpuls wird erzeugt, bevor der jeweilige Spitzen
wert der Kondensatorspannung erreicht ist. Im Gegensatz
dazu wird bei herkömmlichen Wechselrichtern gemäß Dar
stellung in Fig. 1A der erste Triggerimpuls Vg vor dem
Spitzenwert der Kondensatorspannung Vc erzeugt. Die Tat
sache, daß bei der Erfindung die Triggerimpulse jeweils
nach den Spitzenwerten der Kondensatorspannung Vc erzeugt
werden, stellt sicher, daß der Resonanzstrom dem durch
die Drosselspule 2 fließenden Strom Id immer entgegenge
setzt gerichtet ist. Daher kann mittels des Stroms Id ent
sprechend der Last 10 für den Schwingkreis aus Kondensator
5 und Transformator 6 eine wirkungsvolle Leistungsinjek
tion erreicht werden.
Wie beschrieben, ist der Schwingkreiswechselrichter dieses
Ausführungsbeispiels mit niedriger Blindleistung betreib
bar, da die Dauer des Anliegens der Sperrspannung an den
Thyristoren als Phasensegment fixiert ist. Dies gilt auch
für das Zeitintervall vom Einschalten des Wechselrichters
bis zum Erreichen des stationären Zustands. Der Wechsel
richter erreicht seinen stationären Zustand schnell, das
heißt die Anlaufzeit wird verkürzt.
Die Erfindung ist nicht auf das vorbeschriebene Ausführungs
beispiel beschränkt. So kann die Steuerschaltung 12 bei
spielsweise gemäß Fig. 6 aufgebaut sein.
Bei der Anordnung nach Fig. 6 wird die Ausgangsspannung
eines Vollweggleichrichters 41, der die Kondensator
spannung gleichrichtet, einem Spitzenwertdetektor 42 ein
gegeben. Das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors 42
wird einem Steuersignalgenerator 43 zugeführt. Das von
diesem ausgegebene Steuersignal Vs wird als Synchronisier
impuls an die Treiberschaltung 11 angelegt. Der Steuer
signalgenerator 43 ist hier beispielsweise als arithmeti
sche Schaltung ausgestaltet. Er führt unter Verwendung des
Spitzenwerts der Kondensatorspannung Vc und des Zeitpunkts,
zu dem die Kondensatorspannung Vc den Spitzenwert erreicht,
eine geeignete Operation aus. Als Ergebnis dieser Opera
tion werden nach einem vorbestimmten Phasenvorlauf seit
dem Spitzenwert Triggerimpulse für die Thyristoren 3 a, 3 b,
4 a bzw. 4 b erzeugt. So kann bei diesem Ausführungsbeispiel
die Phasendifferenz zwischen der Kondensatorspannung und
dem durch jene Thyristoren fließenden Strom immer auf
einem festen Wert gehalten werden.
Bei dem Schwingkreiswechselrichter in Fig. 2 handelt es
sich um einen Brückenwechselrichter, der von einer Voll
brücke mit Thyristoren Gebrauch macht. Statt dessen könnte
auch ein Gegentaktwechselrichter gemäß Darstellung in
Fig. 7 verwendet werden. In Fig. 7 werden gleiche Bezugs
zahlen zur Bezeichnung gleicher oder entsprechender Teile
wie in Fig. 1 verwendet. In diesem Fall besitzt die Pri
märwicklung 7 des Transformators 6 eine Mittelanzapfung,
die mit der Drosselspule 2 verbunden ist. Die Thyristoren
3 und 4 werden abwechselnd leitend geschaltet. Bei jedem
Leiten legt die Gleichstromquelle eine umgekehrte Span
nung an den Schwingkreiskondensator 5.
Es ist evident, daß andere Elemente als Thyristoren als
Halbleiterschaltung zum Aufbau des Wechselrichters ver
wendet werden können. Es wird angemerkt, daß der Wechsel
richter gemäß der Erfindung besonders geeignet ist, wenn
die Halbleiterschalter Sperrverzögerungszeiten besitzen.
Claims (10)
1. Schwingkreiswechselrichter, umfassend
eine Gleichstromquelle (1),
einen Kondensator (5),
einen mit dem Kondensator (5) zur Bildung eines Parallelschwingkreises parallel geschalteten Induktor (7), wenigstens zwei Halbleiterschalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4), die zwischen dem Kondensator (5) und der Gleichstrom quelle (1) vorgesehen sind, um das Aufladen/Entladen des Kondensators (5) zu steuern, und
Steuermittel (11, 12), die die Halbleiterschalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) abwechselnd leitend machen, und zwar mit einer gewissen Voreilungsphasendifferenz in bezug auf den Spitzenpunkt eines Spitzenwertes der Kondensatorspannung über dem Kondensator (5).
eine Gleichstromquelle (1),
einen Kondensator (5),
einen mit dem Kondensator (5) zur Bildung eines Parallelschwingkreises parallel geschalteten Induktor (7), wenigstens zwei Halbleiterschalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4), die zwischen dem Kondensator (5) und der Gleichstrom quelle (1) vorgesehen sind, um das Aufladen/Entladen des Kondensators (5) zu steuern, und
Steuermittel (11, 12), die die Halbleiterschalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) abwechselnd leitend machen, und zwar mit einer gewissen Voreilungsphasendifferenz in bezug auf den Spitzenpunkt eines Spitzenwertes der Kondensatorspannung über dem Kondensator (5).
2. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuermittel auf
weisen:
eine Bezugsspannungsgeneratoreinrichtung (22, 23), die den Spitzenwert der Kondensatorspannung erfaßt und eine Be zugsspannung erzeugt, die geringer als der Spitzenwert, aber diesem proportional ist, eine Komparatoreinrichtung (24), die die Kondensatorspannung mit der Bezugsspannung vergleicht und Impulse mit einer vorbestimmten Voreilungs phasendifferenz in bezug auf die Kondensatorspannung er zeugt, und eine Schaltertreibereinrichtung (11), die als Antwort auf die Ausgangsimpulse der Komparatoreinrichtung (24) Triggerimpulse erzeugt, um die Schalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) leitend zu machen.
eine Bezugsspannungsgeneratoreinrichtung (22, 23), die den Spitzenwert der Kondensatorspannung erfaßt und eine Be zugsspannung erzeugt, die geringer als der Spitzenwert, aber diesem proportional ist, eine Komparatoreinrichtung (24), die die Kondensatorspannung mit der Bezugsspannung vergleicht und Impulse mit einer vorbestimmten Voreilungs phasendifferenz in bezug auf die Kondensatorspannung er zeugt, und eine Schaltertreibereinrichtung (11), die als Antwort auf die Ausgangsimpulse der Komparatoreinrichtung (24) Triggerimpulse erzeugt, um die Schalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) leitend zu machen.
3. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungs
generatoreinrichtung eine Spitzenspannungshalteschaltung
(22) zum Halten der Spitzenspannung und eine Dämpfungs
einrichtung (23) zum Dämpfen der von der Spitzenspannungs
halteschaltung (22) gehaltenen Spitzenspannung aufweist.
4. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrich
tung (23) ein Spannungsteiler ist.
5. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuermittel um
fassen:
eine Spitzenwertdetektoreinrichtung (42), die den Spitzen wert der Kondensatorspannung erfaßt, eine Impulserzeuger einrichtung (43), die Impulse mit einem vorbestimmten Vor eilungsphasenwinkel in bezug auf den Spitzenpunkt der Kon densatorspannung auf der Basis des Detektorergebnisses von der Spitzenwertdetektoreinrichtung (42) erzeugt, und eine Schaltertreibereinrichtung (11), die als Antwort auf das Ausgangssignal der Impulsgeneratoreinrichtung (43) Triggerimpulse erzeugt, um die Schalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) leitend zu machen.
eine Spitzenwertdetektoreinrichtung (42), die den Spitzen wert der Kondensatorspannung erfaßt, eine Impulserzeuger einrichtung (43), die Impulse mit einem vorbestimmten Vor eilungsphasenwinkel in bezug auf den Spitzenpunkt der Kon densatorspannung auf der Basis des Detektorergebnisses von der Spitzenwertdetektoreinrichtung (42) erzeugt, und eine Schaltertreibereinrichtung (11), die als Antwort auf das Ausgangssignal der Impulsgeneratoreinrichtung (43) Triggerimpulse erzeugt, um die Schalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) leitend zu machen.
6. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halbleiterschalter (3 a, 3 b, 4 a, 4 b; 3, 4) Thyris
toren sind.
7. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Halbleiterschalter (3, 4) einen Gegentaktwechsel
richter bilden, bei dem die Schalter wahlweise leitend
sind, um inverse Spannungen von der Gleichstromquelle (1)
an den Kondensator (5) anzulegen.
8. Schwingkreiswechselrichter nach einem der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es
sich bei den Halbleiterschaltern (3 a, 3 b, 4 a, 4 b) um vier
zu einer Brücke zur Bildung eines Brückenwechselrichters
zusammengeschaltete Halbleiterschalter handelt.
9. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Induktor (7) die Induktivität eines Ausgangstrans
formators (6) zur Speisung einer Last (10) umfaßt.
10. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Gleichstromquelle (1) eine Drosselspule (2)
in Reihe geschaltet ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60211424A JPS6271476A (ja) | 1985-09-25 | 1985-09-25 | 共振形インバ−タ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3632508A1 true DE3632508A1 (de) | 1987-04-02 |
DE3632508C2 DE3632508C2 (de) | 1990-07-19 |
Family
ID=16605724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863632508 Granted DE3632508A1 (de) | 1985-09-25 | 1986-09-24 | Schwingkreiswechselrichter |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4698743A (de) |
JP (1) | JPS6271476A (de) |
DE (1) | DE3632508A1 (de) |
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---|---|---|---|---|
ES2003363A6 (es) * | 1986-10-02 | 1988-11-01 | Gh Ind Sa | Perfeccionamientos en generadores de alta frecuencia para aplicaciones de calentamiento por induccion laser plasma y similares |
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-
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- 1985-09-25 JP JP60211424A patent/JPS6271476A/ja active Pending
-
1986
- 1986-09-24 DE DE19863632508 patent/DE3632508A1/de active Granted
- 1986-09-24 US US06/910,979 patent/US4698743A/en not_active Expired - Lifetime
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Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4698743A (en) | 1987-10-06 |
JPS6271476A (ja) | 1987-04-02 |
DE3632508C2 (de) | 1990-07-19 |
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